(57)【要約】【課題】例えば建物の免震装置や耐震装置もしくは各種機器や配管等の制振装置などに用いるエネルギー吸収装置に係り、進退ロッド外周面の抵抗突起とシリンダ内周面との距離を必ずしも精度よく設計・製作しなくても優れた振動吸収性能が得られるようにする。【解決手段】筒状のシリンダ１内に進退ロッド２を同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ１内の進退ロッド２の周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体３を収容配置すると共に、上記進退ロッド２の外周面に抵抗突起２１を設け、その抵抗突起２１が振動発生時に上記振動吸収体３内を相対移動することによって該振動吸収体が塑性変形して振動エネルギーを吸収するようにしたエネルギー吸収装置において、上記抵抗突起２１を進退ロッド外周面の周方向および軸線方向にそれぞれ所定の間隔をおいて複数個設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2005061462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体を収容配置すると共に、上記進退ロッドの外周面に抵抗突起を設け、その抵抗突起が振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって該振動吸収体が塑性変形して振動エネルギーを吸収するようにしたエネルギー吸収装置において、上記抵抗突起を進退ロッドの周方向および軸線方向にそれぞれ所定の間隔をおいて複数個設けたことを特徴とするエネルギー吸収装置。
【請求項２】
前記進退ロッドの軸線方向に隣り合う抵抗突起を、互いに周方向にずらして設けるようにした請求項１記載のエネルギー吸収装置。
【請求項３】
前記進退ロッドの軸線方向に隣り合う抵抗突起は、互いに周方向に半ピッチずつずらして設けるようにした請求項１記載のエネルギー吸収装置。
【請求項４】
前記進退ロッドの軸線方向に隣り合う抵抗突起を、互いに周方向に半ピッチよりも少ないピッチでずらして設けるようにした請求項１記載のエネルギー吸収装置。
【請求項５】
前記進退ロッドの外周面には、それよりも大径の膨出部が形成され、その膨出部に前記の抵抗突起を設けるようにした請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建物の免震装置や耐震装置もしくは各種機器や配管等の制振装置などに用いるエネルギー吸収装置に関する。更に詳しくは、地震や機械振動等の振動エネルギーを鉛等の金属が塑性変形することによって吸収するようにしたエネルギー吸収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震等の振動エネルギーを鉛等の金属が塑性変形することによって吸収するようにしたものは知られている。例えば下記特許文献１においては、筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、鉛等の金属よりなる振動吸収体を収容配置すると共に、上記進退ロッドの外周面に抵抗突起を設けた構成であり、上記抵抗突起が振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって該振動吸収体が流動的に塑性変形して振動エネルギーを吸収するものである。
【０００３】
ところが、上記の鉛等よりなる振動吸収体が塑性変形して振動エネルギーを吸収する際には熱が発生する、言い換えれば振動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収するものであるから振動吸収体が温度上昇することは避けられない。そして振動吸収体の温度が上昇すると、該振動吸収体の流動性が増し、塑性抵抗や剪断抵抗が小さくなり、その結果、振動エネルギーの吸収性能が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、下記特許文献２においては、進退ロッドの周方向に延びる抵抗突起を、進退ロッドの軸線方向に複数個設けると共に、その抵抗突起の高さＨと、軸線方向に隣り合う抵抗突起の間隔Ｄの比Ｈ／Ｄが０．２５以下となるようにすることによって、エネルギー吸収機能を発揮する部位の局部的な温度上昇を防止して、一定期間連続する振動においても略一定の振動エネルギー吸収性能を得ることが提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記いずれのエネルギー吸収装置においても、ロッド外周面に設けた抵抗突起がシリンダ内を軸線方向に移動することで、該シリンダ内の鉛等よりなる振動吸収体を半径方向外方に押し付けながら剪断変形させて振動エネルギーを吸収するものであるから、ロッド外周面の抵抗突起とシリンダ内周面との距離が、振動時の抵抗の大きさや振動吸収性能に大きく影響を及ぼすため、上記の距離を精度よく設計および製作しなければならない等の問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５８−３０４７０号公報
【特許文献２】特開平１０−１９６１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案したもので、進退ロッド外周面の抵抗突起とシリンダ内周面との距離を必ずしも精度よく設計および製作しなくても優れた振動吸収性能が得られるエネルギー吸収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明によるエネルギー吸収装置は、以下の構成としたものである。即ち、筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体を収容配置すると共に、上記進退ロッドの外周面に抵抗突起を設け、その抵抗突起が振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって該振動吸収体が塑性変形して振動エネルギーを吸収するようにしたエネルギー吸収装置において、上記抵抗突起を進退ロッド外周面の周方向および軸線方向にそれぞれ所定の間隔をおいて複数個設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるエネルギー吸収装置は、上記のように抵抗突起を進退ロッド外周面の周方向および軸線方向にそれぞれ所定の間隔をおいて複数個設けたことによって、振動時に振動吸収体は周方向に隣り合う抵抗突起間を流動的に塑性変形しながら振動を吸収する。そのため、前記従来のように進退ロッド外周面の抵抗突起とシリンダ内周面との距離を必ずしも精度よく設計および製作しなくても振動吸収性能の優れたエネルギー吸収装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明によるエネルギー吸収装置を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明によるエネルギー吸収装置の一実施形態を示すもので、同図（ａ）は縦断正面図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図である。
【００１１】
図において、１は鋼材等よりなる円筒状のシリンダで、そのシリンダ１の一端側の外周面には取付フランジ１０が溶接等で一体的に設けられ、また上記シリンダ１の両端部もしくはその近傍の内周面にはリング状の振れ止めフランジ１１，１２が溶接等で一体的に設けられている。
【００１２】
上記シリンダ１内には、上記の振れ止めフランジ１１，１２を貫通して鋼材等よりなる丸棒状の進退ロッド２がシリンダ１と同心状に且つシリンダ１の軸線方向に相対移動可能に設けられ、その進退ロッド２の一端部には取付フランジ２０が溶接等で一体的に設けられている。
【００１３】
上記進退ロッド２の周囲のシリンダ１内には、純鉛や鉛合金等の塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体３が設けられ、その振動吸収体３の両端部には、その振動吸収体３と同材質の金属を含む合金たとえば鉛合金等よりなる金属層３１・３２が、振動吸収体３と一体に且つ前記の振れ止めフランジ１１，１２に密着した状態で設けられている。
【００１４】
そして本発明においては、上記進退ロッド２の外周面に、該ロッド２の半径方向に所定の高さＨを有する抵抗突起２１を、上記進退ロッド２の周方向および軸線方向にそれぞれ所定の間隔をおいて複数個設けたものである。本実施形態においては、図２の進退ロッドの拡大図および図３の進退ロッド周面の展開図に示すように、円柱状の抵抗突起２１を進退ロッド２の周方向に所定の間隔（ピッチ）Ｐで４つ、且つ軸線方向に所定の間隔Ｄで４列ずつ設け、軸線方向に隣り合う抵抗突起２１の周方向の位置は、互いに上記ピッチＰの半分すなわち半ピッチ（１／２ピッチ）ずつずらして設けたものである。
【００１５】
上記抵抗突起２１の形成方法等は適宜であり、例えば進退ロッド２を鋳造または鍛造する際、もしくは切削加工等する際に、進退ロッド２と同時に一体に形成する。あるいは抵抗突起２１を予め進退ロッド２と別体に形成して、該ロッド２に形成した取付孔等に圧入または溶接等で固定する或いはネジ等で脱着可能に取付けてもよい。
【００１６】
上記のように構成したエネルギー吸収装置を用いて例えば地震発生時に建物等に伝達される振動エネルギーを吸収する場合には、図１に示すように前記２つの取付フランジ１０，２０の一方を基礎等の構造体Ａに、他方を建物等の構造体Ｂに、それぞれボルト４等で取付ける。その状態で、地震等により建物が揺れると、シリンダ１と進退ロッド２とが図中矢印のように軸線方向に相対的に往復移動する。すると、進退ロッド２に設けた抵抗突起２１もロッド２とともに往復移動し、それによって振動吸収体３が周方向に隣り合う抵抗突起２１・２１間を流動的に塑性変形しながら振動エネルギーを吸収することができるものである。
【００１７】
なお振動吸収体３として例えば鉛を用いた場合、鉛のポアソン比は０．５より小さいので、シリンダ１内の鉛が進退ロッド３による圧縮により、シリンダ内の鉛に隙間が発生し性能が安定しなくなることがある。例えば図４のように進退ロッド３の周面に抵抗突起２１を周方向に所定の間隔をおいて一列だけ設けた場合には、抵抗突起２１が進退ロッド３と共に例えば図で左方に移動したとき、その抵抗突起２１の後ろ側（図で右側）には図のような隙間（空隙）ｇが生じることがある。しかし、上記の抵抗突起２１を進退ロッド３の軸線方向にも所定の間隔をおいて複数個、特に前記図１〜３のように周方向の位置をずらして設けた場合には、上記の隙間ｇが生じるのを低減もしくは防止することができる。
【００１８】
図５はその一例を示すもので、進退ロッド３の周方向および軸線方向にそれぞれ複数個の抵抗突起２１を設け、その軸線方向に隣り合う抵抗突起２１の周方向の位置をずらして設けた構成であり、その進退ロッド３を例えば図で左方に移動して、その移動方向前側（図で左側）の抵抗突起２１が同方向に移動したとき、その後ろ側（図で右側）には前記のような隙間ｇが発生しかけるが、上記前側の抵抗突起２１が通過したのちの後ろ側の振動吸収体３は、次に移動してくる図で右側の一対の抵抗突起２１・２１によって、図中矢印のように前記の隙間ｇを塞ぐ方向に移動して大きな隙間が生じるのを防ぐことができるものである。
【００１９】
また前記従来例のように抵抗突起２１を進退ロッド３の周方向に連続させて設けたものにあっては、その進退ロッド３を例えば図６に示すように左側に移動させたときも、抵抗突起２１の後ろ側（図で右側）に図のような隙間ｇが生じて震動吸収性能が低下するおそれがあるが、前記本願発明のように抵抗突起２１を進退ロッドの周方向および軸線方向にそれぞれ所定の間隔をおいて複数個、特に軸線方向に隣り合う抵抗突起２１の周方向の位置をずらして設けた場合には上記のような不具合がなく、震動吸収性能を長期間安定に維持させることができる。
【００２０】
さらに前記のような進退ロッド３のシリンダ１に対する相対的な往復動を繰り返すことによって振動吸収体３に熱が発生し、その振動吸収体３は徐々に軟化して流動性が増すと共に、熱膨張により圧力が増大するが、上記実施形態においては振動吸収体３の両端部には、流動化することのない鉛合金等よりなる金属層３１・３２が一体に設けられ、かつ各金属層３１・３２の振動吸収体３と反対側の端部は、シリンダ１に設けた振れ止めフランジ１１，１２に当接固定されているので、振動吸収体３がフランジ１１，１２と進退ロッド２との間から漏出することはない。
【００２１】
なお上記実施形態は、抵抗突起２１を円柱状に形成したが、その形状は円形に限らず、図７（ａ）のような楕円形、（ｂ）のような長円形、（ｃ）のような瓢箪形、（ｄ）のような菱形もしくは四角形、（ｅ）のような六角形、（ｆ）のような五角形、（ｇ）のような七角形、（ｈ）のような矢羽根形など、その他適宜である。また柱状に限らず、図８のように半球状や半楕円球形状等の表面に角部のない滑らかな曲面形状に形成してもよい。
【００２２】
また前記実施形態は前記図３のように軸線方向に隣り合う抵抗突起２１を、互いにロッド２の周方向に半ピッチずつずらして設けるようにしたが、半ピッチ以下のピッチでもよく、図９は１／３ピッチずつずらして設けた例である。このようにすると、シリンダ１の内面と進退ロッド２との相対移動により、その両者間に設けた振動吸収体３は、進退ロッド２の周面を螺旋状に旋回するようにして相対移動しながら効率よく振動エネルギーを吸収することができる。
【００２３】
さらに本発明は例えば図１０に示すように進退ロッド２の長手方向中央部に両端部よりも大径の膨出部２２を形成し、その膨出部２２に抵抗突起２１を設けるようにしてもよい。このようにすると、シリンダ１の内面と進退ロッド２との相対移動により、その両者間に設けた振動吸収体３は、上記の膨出部２２で半径方向外方に流動変形された後、周方向に隣り合う抵抗突起２１・２１間を流動変形しながら移動することとなる。それによって振動吸収体３の流動変形量が増し、振動吸収性能を増大させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
上記のように構成された本発明によるエネルギー吸収装置は、免震装置や耐震装置のダンパー等として、あるいは各種の機械振動等を吸収し、若しくは緩和する場合などに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるエネルギー吸収装置の一実施形態を示す縦断正面図およびｂ−ｂ断面図。
【図２】進退ロッドの拡大横断側面図および正面図。
【図３】進退ロッドの展開図。
【図４】抵抗突起の後ろ側に隙間が生じる場合の説明図。
【図５】上記隙間の発生を解消してる状態の説明図。
【図６】抵抗突起を進退ロッドの周方向に連続させて設けた例の動作説明図。
【図７】抵抗突起の変更例を示す説明図。
【図８】進退ロッドの変更例を示す拡大横断側面図および正面図。
【図９】進退ロッドの他の変更例を示す展開図。
【図１０】進退ロッドの更に他の変更例を示す拡大横断側面図および正面図。
【符号の説明】
【００２６】
１  シリンダ
１０  取付フランジ
１１、１２  振れ止めフランジ
２  進退ロッド
２０  取付フランジ
２１  抵抗突起
２２  膨出部
３  振動吸収体
３１、３２  金属層
４  取付ボルト
【図１】
2005061462.tif 000003
【図２】
2005061462.tif 000004
【図３】
2005061462.tif 000005
【図４】
2005061462.tif 000006
【図５】
2005061462.tif 000007
【図６】
2005061462.tif 000008
【図７】
2005061462.tif 000009
【図８】
2005061462.tif 000010
【図９】
2005061462.tif 000011
【図１０】
2005061462.tif 000012